2.3.1第三节大气环境》.ppt

必修一第二章自然环境中的物质运动与能量交换,第三节大气环境,一、大气的组成与垂直分层二、大气的热力作用三、三圈环流与季风环流四、常见的天气系统,一、大气的组成与垂直分层,大气的组成及其作用大气的垂直分层,氮,氧,臭氧,二氧化碳,低层大气,干洁空气,水汽,固体杂质,天气变化的重要角色成云致雨的必要条件,生物体的基本成分,维持生物活动的必要物质,植物光合作用的原料对地面起保温作用,吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害,一、大气的组成与垂直分层,大气的组成及其作用,一、大气的组成与垂直分层,大气的组成及其作用大气的垂直分层,1.大气的上界：,2.大气的垂直分层,20003000千米,50,120,100,80,40,20,100,-100,-50,0,0,60,高度/km,温度/,对流层,高层大气,20003000,平流层,气温随高度的增加而递减,对流运动显著,对流层的高度因纬度而异：低纬度地区：1718千米中纬度地区：1012千米高纬度地区：89千米,天气现象复杂多变,同一地点，对流层夏季高，冬季低。,(1)对流层,50,120,100,80,40,20,100,-100,-50,0,0,60,高度/km,温度/,对流层,高层大气,20003000,平流层,5055,臭氧层：2227千米-地球生命的保护伞,气流以平流运动为主,利于高空飞行：,大气稳定，天气晴朗，能见度高,(2)平流层,气温随高度增加而升高,50,120,100,80,40,20,100,-100,-50,0,0,60,高度/km,温度/,对流层,高层大气,20003000,平流层,5055,85,500,电离层,(3)高层大气,大气处于高度电离状态-反射无线电短波信号,电离层：80500千米,BDC,B,1、右图示意大气垂直分层，读图回答：图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是()ABCD,D,对短波通信具有重要意义的电离层位于()AI层顶部B层底部C层中部D层,2、读大气垂直分层图，下图中有空气对流运动的层次是ABCD,C,二、大气的热力作用,对太阳辐射的削弱作用,对地面的保温作用,温故知新：,地球表面的能量源泉是：,太阳辐射,太阳辐射按波长不同可分为哪几部分？,紫外区，可见光区，红外区,太阳辐射能主要集中在哪个部分？,可见光区,占太阳辐射总量的7,占太阳辐射总量的50,占太阳辐射总量的43,（微米）,焦/（厘米2分微米）,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,表现形式：,吸收作用,反射作用,散射作用,地面,(1)臭氧-吸收紫外线,(2)二氧化碳、水汽-吸收红外线,1.吸收作用：,(选择吸收),夏季，多云的白天，气温不会。,2.反射作用：,(2)特点：,(3)影响因素：,云层的密度、厚度、颗粒大小,(1)参与的大气成分：,太高,云层、颗粒较大的尘埃,无选择性,3.散射作用,空气分子有选择性：,晴朗的天空呈现色阴天的天空呈现色日出前的黎明、日落后的黄昏、阴天，天空是明亮的。其原因是：。,尘埃无选择性：,(1)参与的大气成分：,空气分子和微小尘埃,(2)特点：,波长越短，散射能力越强,波长较短蓝紫光最容易被散射,漫散射,蔚蓝,灰白,散射作用,4.影响削弱作用的因素：,(1)太阳高度,(纬度因素),(2)下垫面:,(3)海拔,(4)天气状况:,太阳高度愈大,等量的太阳辐射在地表分布的面积愈小,光热愈集中,同时太阳辐射经过大气的路程愈短,被大气削弱得愈少。,4.影响削弱作用的因素：,(1)太阳高度,(纬度因素),4.影响削弱作用的因素：,(1)太阳高度,(纬度因素),(2)下垫面:,下垫面性质不同对太阳辐射的反射率不同。,海拔越高，大气越稀薄，对太阳辐射的削弱就越少，到达地面的太阳辐射越多。,(3)海拔：,大气中云雾越多，尘埃越多，对太阳辐射的削弱就越多，到达地面的太阳辐射越少,(4)天气状况:,大气反射,大气散射,地面反射,大气吸收,地面增温,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,1.地面辐射,地面吸收太阳辐射，温度增高，同时地面又把热量向外辐射。,(3)地面辐射是红外线长波辐射,(1)概念：,对流层大气中的水汽和二氧化碳大量吸收地面红外线长波辐射，地面放出的热量绝大部分保存在大气中。,(2)方向：,向上,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,大气反射,大气散射,地面反射,大气吸收,地面增温,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,射向宇宙空间,大气吸收,1.地面辐射,(3)大气辐射是红外线长波辐射,(1)概念：,(2)方向,向上：,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,2.大气辐射,大气吸收地面红外线长波辐射，温度增高，同时又把热量向外辐射称为大气辐射。,射向宇宙空间,向下：,射向地面,(大气逆辐射),大气反射,大气散射,地面反射,大气吸收,地面增温,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,射向宇宙空间,大气吸收,射向地面,云层越厚、云量越多，大气逆辐射越强，保温作用越好。,1.地面辐射,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,2.大气辐射,3.大气逆辐射,(1)大气逆辐射把热量还给地面,保温作用,(2)影响因素:,云,大气反射,大气散射,地面反射,大气吸收,地面增温,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,射向宇宙空间,大气吸收,射向地面,“太阳暖大地”,“大气还大地”,“大地暖大气”,昼夜温差小,保温作用_了夜间的最低气温.,削弱作用与保温作用的意义,削弱作用_了白天的最高气温.,降低,提高,有利于生物生存和发展,玻璃温室效应示意,根据所学知识解释自然现象：1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为什么仍是明亮的？2、为什么白天多云，气温比晴天低，夜间多云，气温又比晴天高？3、为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？,（大气对太阳辐射的散射作用）,（白天云层具有很强的反射作用）（夜间云层可以增强大气逆辐射）,（赤道地区地面热,空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强）,（晴朗的夜晚大气逆辐射弱，地面热量散失多.）,（因为蓝色光最容易被散射）,4、为什么晴朗的正午天空呈蓝色？5、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？,（人造烟幕能增强大气逆辐射，加强对地面的保温作用）.,（今天。多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，气温不会太高;夜晚，大气逆辐射作用强，气温不会太低）,6、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？7、某地昨天为晴朗的天气，今天为多云的天气，仅从大气的热力作用分析，哪一个气温日较差小？为什么？,三、大气运动,热力环流,空气的水平运动,风,(最简单的大气运动形式),大气环流,(全球性有规律的大气运动形式),A,B,C,热,冷,冷,低,低,低,高,高,高,形成:,三、大气运动,热力环流,太阳辐射对各纬度加热的不均匀,地区间冷热不均,大气的垂直运动,同一水平面上气压的差异,空气的水平运动(风),根本原因,直接原因,A,B,C,热,冷,冷,低,低,低,高,高,高,A,B,ABBA,比较A、A、B、B四点气压的高低。,垂直方向上，海拔越高，气压越低,常见的热力环流（1）,城市热岛效应,常见的热力环流（2）,山谷风,海陆,海陆,海陆风,山谷或盆地地区多夜雨,1、水平气压梯度和水平气压梯度力,风,同一水平面上单位距离间的气压差,三、大气运动,热力环流,空气的水平运动,水平气压梯度力：,水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力。,(百帕)100610081010,F1,水平气压梯度力,a.垂直于等压线,b.由高压指向低压,A.概念:,B.特点:,水平气压梯度：,1、水平气压梯度和水平气压梯度力,风,三、大气运动,热力环流,空气的水平运动,2、风向的偏转（以北半球为例）,受水平气压梯度力作用：,风向垂直于等压线,受气压梯度力和地转偏向力共同作用：,F1,水平气压梯度力,F2,地转偏向力,风向,风向平行于等压线,(适用于高空),受气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同作用：,水平气压梯度力,风向,地转偏向力,摩擦力,风向与等压线斜交,三、大气运动,热力环流,空气的水平运动,风,(最简单的大气运动形式),大气环流,具有全球性的有规律的大气运动形式。,大气环流的形成,理想状态下赤道和极地间的热力环流,假设条件：,地表均匀、平坦太阳永远直射赤道地球不自转,低,高,低,高,高,低,单圈环流（赤道与极地之间的闭合环流）,三、大气运动,热力环流,(最简单的大气运动形式),空气的水平运动,大气环流,大气环流的形成,理想状态下赤道和极地间的热力环流,（单圈环流）,三圈环流,假设条件：,地表均匀、平坦太阳永远直射赤道,（以北半球为例）,赤道低压带,副极地低压带,副热带高压带,中纬西风带,极地东风带,极地高压带,三圈环流,极锋,东北信风带,赤道低压带,副极地低压带,副热带高压带,东南信风带,中纬西风带,极地东风带,极地高压带,30S,0,60S,90S,三圈环流,极锋,赤道低压带,副极地低压带,副热带高压带,副极地低压带,副热带高压带,东南信风带,中纬西风带,极地东风带,东北信风带,中纬西风带,极地东风带,90S,30S,60S,0,60N,30N,90N,极地高压带,极地高压带,三、大气运动,热力环流,(最简单的大气运动形式),空气的水平运动,大气环流,大气环流的形成,理想状态下赤道和极地间的热力环流,（单圈环流）,三圈环流,气压带、风带的分布及其移动,全球共有六个风带，对称赤道分布,风向东西方向相同，南北方向相反；,全球共有七个气压带，对称赤道分布，且高低相间；,气压带和风带的移动方向是跟太阳直射点的移动方向一致的。就北半球而言，夏季北移，冬季南移。,三、大气运动,热力环流,(最简单的大气运动形式),空气的水平运动,大气环流,大气环流的形成,理想状态下赤道和极地间的热力环流,（单圈环流）,三圈环流,气压带、风带的分布及其移动,气压带、风带对气候的影响,（P52）读图232、233，填表：,表一：,赤道附近,南北纬30附近,南北纬60附近,南北纬90附近,热力原因,热力原因,动力原因,动力原因,上升,上升,下沉,下沉,湿热,干热,温湿,干冷,表二：,赤道低压带至副热带高压带之间,东北风,东南风,干热,副热带高压带至副极地低压带之间,西南风,西北风,温湿,副极地低压带至极地高压带之间,东北风,东南风,干冷,表三:,表三:,上升,从较高纬流向较低纬,下沉,从较低纬流向较高纬,湿润,干燥,干燥,湿润,热带雨林气候,热带草原气候,热带沙漠气候,地中海式气候,温带海洋性气候,全年高温多雨,全年高温，分干湿两季。,全年炎热干燥,冬雨夏干,全年温和湿润,三、大气运动,热力环流,(最简单的大气运动形式),空气的水平运动,大气环流,大气环流的形成,2.海陆分布对大气环流的影响,北半球,60N,2.海陆分布对大气环流的影响,北半球,副极地低气压带,一月,蒙古-西伯利亚高压,冰岛低压,阿留申低压,副热带高气压带,30N,七月,印度低压,亚速尔高压,夏威夷高压,气压带由带状断裂呈块状分布,一月份海平面等压线分布图,7月份海平面等压线分布图,蒙古西伯利亚高压（亚洲高压）,印度低压（亚洲低压）,冰岛低压,阿留申低压,亚速尔高压,夏威夷高压,原因：,北半球的陆地面积比南半球广，且海陆相间分布。,2.海陆分布对大气环流的影响,北半球,气压带由带状断裂呈块状分布,南半球,气压带基本上呈带状分布,原因：,南半球的海洋面积占绝对优势。,三、大气运动,热力环流,(最简单的大气运动形式),空气的水平运动,大气环流,1.大气环流的形成,2.海陆分布对大气环流的影响,3.季风环流,概念:,大范围地区盛行风随季节有显著改变的现象。,成因:,东亚和南亚的季风:,三、大气运动,热力环流,(最简单的大气运动形式),空气的水平运动,大气环流,1.大气环流的形成,2.海陆分布对大气环流的影响,3.季风环流,概念:,大范围地区盛行风随季节有显著改变的现象。,成因:,东亚和南亚的季风:,海陆热力性质差异气压带和风带位置的季节移动,海陆热力性质差异,气压带和风带位置的季节移动,东北季风,干燥,西南季风,高温湿润,海陆热力性质差异,西北季风,寒冷干燥,东南季风,高温湿润,气候模式图北半球,太阳辐射从低纬向两极递减,气候景观图片欣赏,热带雨林气候热带雨林带,热带草原气候热带草原带,热带沙漠气候热带荒漠带,热带季风气候热带季雨林带,亚热带季风气候亚热带常绿阔叶林带,地中海气候亚热带常绿硬叶林带,温带季风气候、温带海洋性气候温带落叶阔叶林带,温带草原气候温带草原带,温带沙漠气候温带荒漠带,亚寒带针叶林气候亚寒带针叶林带,苔原气候苔原带,冰原气候冰原带,高山草甸(香格里拉纳帕海）,怎样判断气候类型,.判断出南北半球:,1月均温,7月均温,南,北,半球,.判断出气候带:,热带:亚热带:温带:寒带:,最冷月均温在15以上.,最冷月均温0.最热月22,最热月均温,10,.判断出气候类型:,热带,热带雨林气候:热带草原气候:热带季风气候:热带沙漠气候:,各月均温在25以上,年温差3,年降水量1500mm.干季降水有为0的月份.,年降水量1500mm.,年降水量不足125mm.,亚热带,亚热带季风气候:地中海式气候:,高温期与多雨期,一致,不一致,温带,温带海洋性气候:温带季风气候:温带大陆性气候:,各月均温T:0T22,降水高度集中在夏季,7、8两月一定有一个月的降水超过100mm.,没有一个月的降水超过100mm.,寒带,苔原气候:冰原气候:,最热月均温,0,四、常见的天气系统,锋面系统与天气气压系统与天气,暖气团,四、常见的天气系统,锋面系统与天气,1.气团,概念:,温度、湿度、稳定度等物理性质相对均匀的大团空气。,分类:,冷气团,2.锋面,概念：,锋面是冷暖气团的交界面，也称锋区。,锋线,锋面和锋线统称为锋。,结构：,暖气团在锋面之上，冷气团在锋面之下。,天气特点：,锋面附近常伴有云、雨、大风等天气。,锋面类型及天气,准静止锋,冷锋,暖锋,划分依据：,类型：,锋面两侧冷暖气团的移动方向,锋面类型及天气,冷锋,a.概念：b.天气：c.类型：,(锋面前进方向),冷气团主动向暖气团移动的锋,冷锋,a.概念：,冷锋,冷,冷,暖,暖,北半球,南半球,(锋面前进方向),锋前,锋后,暖气团,暖气团,A,B,C,过境前,过境时,过境后,暖晴,阴天、下雨刮风、降温,气温下降气压升高天气转晴,冷锋,b.天气：,慢行冷锋,快行冷锋,连续性降水,狂风暴雨,例：南方冬季的降雨,北方夏季的暴雨、冰雹,例：寒潮,北方冬春季的大风、沙尘暴,根据冷气团移动的速度,冷锋,c.类型：,暖,冷,暖,冷,锋前,锋后,冷晴,A,B,C,过境前,过境时,过境后,暖锋,a.概念：b.天气：,暖气团主动向冷气团移动的锋,（北半球）,（南半球）,(锋面前进方向),连续性降水,气温上升气压下降天气转晴,读图比较：,雨滴的飘向不同:冷锋雨滴向暖气团一侧飘落暖锋雨滴向冷气团一侧飘落,冷气团的箭头不同：冷锋主动，暖锋被动（有回头箭）,雨带(区)的位置不同：冷锋:雨区在锋的前后,但前窄后(冷气团一侧)宽暖锋:雨区在锋前(冷气团一侧),冷气团,暖气团,暖气团,冷气团,冷气团主动移向暖气团,暖气团主动移向冷气团,气温高、气压低、晴朗,锋后阴雨、大风降温,气温降低、气压升高、晴朗,气温低、气压高、晴朗,锋前、阴雨天气,气温升高、气压降低、晴朗,冷锋,暖锋,列表比较冷锋与暖锋：,a.概念:,移动幅度很小的锋,b.原因:,冷暖气团势均力敌,锋面遇到高大地形或稳定高压的阻挡,准静止锋及天气,冷,暖,(北半球),c.天气:,阴雨连绵,d.实例:,春末夏初,江淮准静止锋,昆明准静止锋,冬半年,长江中下游地区至日本南部,冷暖气团势均力敌,地形阻挡,“梅雨”天气,（“霉雨”）,昆明与贵阳之间（104E附近）,昆明暖晴-“春城”,贵阳“天无三日晴”,1008,四、常见的天气系统,锋面系统与天气气压系统与天气,2.高气压,1.低气压,低,高,3.锋面气旋,北部偏东风,南部：偏西风,风向,(俯视图),逆时针,北半球,(气旋),1.低气压,东北部:东南风,西北部:东北风,西南部:西北风,东南部:西南风,(俯视图),逆时针,北半球,(气旋),1.低气压,(侧视图),中心空气上升,阴雨天气,(台风),气旋即低压系统，北半球气流呈逆时针方向由四周向中心流动，中心空气上升，常出现阴雨天气，如我国东南沿海夏秋季节的台风。,北部偏西风,南部偏东风,风向,顺时针,北半球,(俯视图),1.高气压,(反气旋),东北部:西北风,东南部:东北风,西南部:东南风,西北部:西南风,顺时针,北半球,(俯视图),1.高气压,(反气旋),(侧视图),中心空气下沉,天气晴